1.柔軟物(組紐、紙など)

のモデル化と操作学習 

柔軟物に関わる作業は，生活環境・工場環境・物流現場など様々な環境で見受けられますが，それを自動機械におこなわせることは容易ではありません．当研究室では，柔軟物のモデリング，認識・操作，行動学習などについて研究し，体系化することを目指しています．伝統的な画像処理手法や動作計画手法の拡張，深層学習，強化学習，模倣学習など，様々な手段を用いて取り組んでいます．
以下のような研究成果があります．

• 布製品の発見と種別
• 予測に基づく布の操作手順生成
• 折り畳み作業の自動獲得

2.モバイルマニピュレータの

    行動学習，行動計画

移動台車にロボットアームを搭載したタイプのロボット（モバイルマニピュレータ）を対象とした知能化の研究です．モバイルマニピュレータは，移動能力と物体操作能力を併せ持つため，様々な活用方法があります．一方で，動き自由度の冗長性や周囲環境の複雑さに対応する必要があります．当研究室では，視覚と動作計画や行動学習の観点からいくつかの研究を進めています．以下のような研究成果があります．

• 家事支援ロボットのシステムインテグレーション
• 多自由度ロボットの高速な動作生成
• タスク計画と動作計画の同時実行

3.自律型ロボットによる

    人の作業支援

人に寄り添い，人の作業を支援するためのロボットシステムの研究です．ここでロボットに求められることは，自身のペースで作業を進めることではなく，人の動作や意図を認識したり予測したりしながら，その人に合わせて適切に動くことです．当研究室では，日常活動の例として着衣や物取りの支援に取り組んでいます．以下のような研究成果があります．

• 片麻痺の方を想定した着衣支援システム
• 分枝型ロボットによる物取り作業の支援
• 人の行動を真似することによる物体操作能力の獲得

その他の研究課題

このほかにも，以下のような研究課題を対象としています．

1. 自律型ロボットのための物体認識・環境認識
2. 多関節・多自由度ロボットの動作計画
3. フィールドロボティクスにおける視覚情報処理
4. 製造工程での物体操作に適したエンドエフェクタ製作
5. 作業をおこなう自律型ロボットのための知能システム

1.自律型ロボットのための物体認識・環境認識 

１．は，複雑な環境に居るロボットが周囲環境や操作対象のことを「知る」ための研究テーマです．環境マップの構築，操作対象の発見，操作対象の状態認識，人の動作の認識などの研究課題があり、以下のような研究を行っています．

• 小型物体の三次元形状モデルの自動生成
• 引き出しなどの構造物の認識とモデル化
• 人の道具操作における物体追跡と重畳関係の推定
• 動的環境下での効率的な環境マップ表現
• 家電組み込み部品のカテゴリ識別 

 2.多関節関節関節・多自由度ロボットの動作計識

２．は，様々な環境に存在しうるロボットがより賢く「動く」ための研究テーマです．車輪型ロボット，腕型ロボット，それらを結合したロボットなど様々な形態がありえますが，この課題に対して、これまでに以下のような研究を行っています。
 

• 自動生成した物体モデルを入力とする把持計画
• 移動の誤差を考慮した物体の把持姿勢計画
• 仮想アームを用いた障害物回避手法

 3.フィールドロボティクスにおける視覚情報処理

３．は， 人手不足が懸念されている屋外作業の自動化に寄与するための研究テーマです．例えば災害対応やインフラ点検があります．当研究室では，捜索作業や点検作業，農作物の収穫作業を補助する認識機能の研究を進めてきています．また，公共建築物の構内や市街地等で移動する機能の研究経験もあります．

• 捜索・状況確認活動を支援する画像認識システム
• 橋梁点検ロボットのためのひび割れ・剥離検出機能
• 結球型野菜自動収穫機のための収穫物検出
• 歩行者の発見と追跡の研究 
• 自律走行ロボットのための環境マップ構築・自己位置推定・走行可能経路の検出

 4.製造工程での物体操作に適したエンドエフェクタ製作

４．のテーマでは，製品製造を自動化する文脈において，一般的な考え方に捉われない新たなロボットハンドやセンサについて検討しています．これまでに以下のような研究を行っています．

• 布地巻取りのためのエンドエフェクタ
• ケーブル配線のためのエンドエフェクタ
• 布生地展開作業を容易にする一対のエンドエフェクタ 

5.作業をおこなう自律型ロボットのための知能システム

５．は，多様な作業を担うロボットのためのシステム構築に関する研究テーマです．物体操作を伴う作業を主な対象として，それをおこなうロボットに必要な要素の設計とそれらの統合方法を研究しています．さらに，作業の失敗を検知し，そこから復帰するための仕組みも研究しています．

• 家事支援ロボットのシステム統合
• 文字情報を利用して作業をおこなうロボット
• 片付けロボットのための視点移動計画